Post Collision Interaction and photoelectron recapture upon atomic and molecular photoionization

• 研究課題/領域番号: 17K05600
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 東 善郎 上智大学, 理工学部, 教授 (50270393)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: PCI / Synchrotron Radiation / Photoionization / Inner-shell / Photoelectron recapture / photoionization / Auger spectroscopy / photoelectron recapture / atomic photoionization / auger electrons / synchrotron radiation / Auger electron / Synchrotron radiation / 放射光 / 光イオン化 / 電子相関 / 原子分子 / 衝突後効果

研究成果の概要

内外の放射光実験施設において真空紫外線およびソフトx線を用いて希ガス原子の内殻光イオ化過程におけるオージェー電子分光測定実験を行った。平行して理論計算を進めた。特に光イオ化閾値近傍における衝突後相互作用と光電子再捕獲がオージェー電子スペクトルの位置及び形状に大きな変化を与える現象を追求した。従来衝突後効果は動径方向の相互作用によってのみ生ずると考えられていたが本研究によって角度相関が非常に重要なケースがあることが明らかになった。また多段階オージェ過程における段階の時間依存性についても衝突の効果を利用して解析することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

衝突後効果および光電子再捕獲は、量子力学の最も重要な未解決問題の1つである3体クーロン連続状態問題の顕著かつ典型的な例であるといえる。その意味で新たな知見を得る事は物理学の基礎研究として非常に重要である。 また、今回100アト秒オーダーの時間分解測定に相当する結果を自由電子レーザーや超超高検出技術を用いることなく在来技術による実験データから衝突の効果を解析することによって得ることが可能であることが示された。これは、今後の超高速原子分子過程の研究のために有用である。

研究成果

• [国際共同研究] Sorbonne University/Synchrotron SOLEIL(フランス)
• [国際共同研究] University College, Dublin(アイルランド)
• [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)
• [国際共同研究] Helmholtz-Institut Jena(ドイツ)
• [国際共同研究] Sorbonne University/SOLEIL Synchrotron(フランス)
• [国際共同研究] Sorbonne University/SOLEIL Synchrotron Facility(France)
• [雑誌論文] Conjugate photoelectron recapture peaks in the high resolution Auger electron spectra following near-threshold Ar 2p photoionization (2020)
  • 著者名/発表者名: S Kosugi, J Martins, F Hosseini, T Marchenko, O Travnikova, J D Bozek, K Ito, E Sokell, M N Piancastelli, M Simon, F Koike and Y Azuma
  • 雑誌名: Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 巻: 53 号: 12 ページ: 125001-125001
  • DOI: 10.1088/1361-6455/ab7fc1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Fluorescence Time Delay in Multistep Auger Decay as an Internal Clock (2020)
  • 著者名/発表者名: S. Kosugi, F. Koike, M. Iizawa, M. Oura, T. Gejo, K. Tamasaku, J.R. Harries, R. Guillemin, M.N. Piancastelli, M. Simon, and Y. Azuma
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW LETTERS 巻: 124 号: 18 ページ: 183001-183001
  • DOI: 10.1103/physrevlett.124.183001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Strong configuration interaction in the 3 p photoelectron spectrum of Kr (2020)
  • 著者名/発表者名: S. Kosugi, F. Koike, T. Nagayasu, F. Hosseini, J. Martins, T. Marchenko, O. Travnikova, M. Oura, T. Gejo, J. R. Harries, J. D. Bozek, K. Ito, E. Sokell, S. Fritzsche, M. N. Piancastelli , M. Simon and Y. Azuma
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW A 巻: 101 号: 4 ページ: 042505-042505
  • DOI: 10.1103/physreva.101.042505
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dominance of angular momentum exchange in the PCI recapture of photoelectrons revealed by high resolution Auger electron measurements of Kr (2019)
  • 著者名/発表者名: S Kosugi, N Suzuki, N Kumagai, H Iwayama, E Shigemasa, F Koike and Y Azuma
  • 雑誌名: Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 巻: 52 号: 24 ページ: 245002-245002
  • DOI: 10.1088/1361-6455/ab4c1a
  • 査読あり
• [学会発表] Ar 1s 光電離に伴う多段階オージェ過程のPCI (2019)
  • 著者名/発表者名: 小杉 聡
  • 学会等名: 第32回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] PCI and Photoelectron Recapture: Synchrotron Based Work by the Sophia Group. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Azuma
  • 学会等名: The Marc Simon Workshop on Photoionization Dynamics.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Angular dependence of the PCI following inner-shell photoionization (2018)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Kosugi
  • 学会等名: International Workshop on Post-collision Interaction
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Time-dependent features of electron correlation in post-collision interactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumihiro Koike
  • 学会等名: International Workshop on Post-collision Interaction
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Electrons playing tag upon photoionization (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiro Azuma
  • 学会等名: 7th Topical Conference of the Indian Society of Atomic and Molecular Physics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会・シンポジウム開催] The Marc Simon Workshop on Atomic Photoionization Dynamics (2018)
• [学会・シンポジウム開催] International Workshop on Post-collision Interactions (2018)